Hubbles fortælling om to exoplaneter:Natur vs. nurture

Dette diagram sammenligner Hubble Space Telescope-observationer af to "varme Jupiter"-klasseplaneter, der kredser meget tæt på forskellige sollignende stjerner. Astronomer målte, hvordan lyset fra hver moderstjerne filtreres gennem hver planets atmosfære. HAT-P-38 b havde en vandsignatur angivet ved absorptionsegenskabstoppen i spektret. Dette tolkes som at angive, at den øvre atmosfære er fri for skyer eller dis. WASP-67 b, har et fladt spektrum, der mangler enhver vandabsorberende funktion, Det tyder på, at det meste af planetens atmosfære er maskeret af skyer i høj højde. Kredit:Kunstværk:NASA, ESA, og Z. Levy (STScI); Kredit:Videnskab:NASA, ESA, og G. Bruno (STScI)

Er det et tilfælde af natur versus nurture, når det kommer til to "fætre" exoplaneter? I et unikt eksperiment, forskere brugte NASAs Hubble-rumteleskop til at studere to "varme Jupiter" exoplaneter. Fordi disse planeter har næsten samme størrelse og temperatur, og kredser omkring næsten identiske stjerner i samme afstand, holdet havde en hypotese om, at deres atmosfære skulle være ens. Det, de fandt, overraskede dem.

Ledende forsker Giovanni Bruno fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, Maryland, forklaret, "Det, vi ser, når vi ser på de to atmosfærer, er, at de ikke er ens. Den ene planet - WASP-67 b - er mere skyet end den anden - HAT-P-38 b. Vi kan ikke se, hvad vi" forventer, og vi er nødt til at forstå, hvorfor vi finder denne forskel."

Holdet brugte Hubbles Wide Field Camera 3 til at se på planeternes spektrale fingeraftryk, som måler kemisk sammensætning. "Den effekt, skyer har på vandets spektrale signatur, giver os mulighed for at måle mængden af skyer i atmosfæren, " sagde Bruno. "Flere skyer betyder, at vandfunktionen er reduceret." Holdene fandt ud af, at for WASP-67 b er der flere skyer i de højder, der undersøges af disse målinger.

"Dette fortæller os, at der måtte være noget i deres fortid, der ændrer den måde, disse planeter ser ud på, sagde Bruno.

I dag hvirvler planeterne rundt om deres gule dværgstjerner en gang hver 4,5 jorddag, stramt kredser deres stjerner tættere på, end Merkur kredser om vores sol. Men i fortiden, planeterne vandrede sandsynligvis indad mod stjernen fra de steder, hvor de blev dannet.

Måske er den ene planet dannet anderledes end den anden, under et andet sæt omstændigheder. "Man kan sige, at det er natur versus næring, " forklarer co-efterforsker Kevin Stevenson. "Lige nu, de ser ud til at have de samme fysiske egenskaber. Så, hvis deres målte sammensætning er defineret af deres nuværende tilstand, så burde det være det samme for begge planeter. Men det er ikke tilfældet. I stedet, det ser ud til, at deres dannelseshistorier kan spille en vigtig rolle."

Skyerne på disse varme, Jupiter-lignende gasgiganter er intet som dem på Jorden. I stedet, de er sandsynligvis alkaliskyer, sammensat af molekyler som natriumsulfid og kaliumchlorid. Gennemsnitstemperaturen på hver planet er mere end 1, 300 grader Fahrenheit.

Exoplaneterne er tidevandslåste, med den samme side altid vendt mod moderstjernen. Det betyder, at de har en meget varm dagside og en køligere natside. I stedet for at spille flere cloud-bands som Jupiter gør, hver har sandsynligvis kun ét bredt ækvatorialbånd, der langsomt flytter varmen rundt fra dag-siden til nat-siden.

Holdet er lige begyndt at lære, hvilke faktorer der er vigtige for at gøre nogle exoplaneter overskyede og nogle klare. For bedre at forstå, hvad planeternes fortid kan have været, videnskabsmænd vil få brug for fremtidige observationer med Hubble og det snart lancerede James Webb-rumteleskop.

Holdets resultater blev præsenteret den 5. juni ved det 230. møde i American Astronomical Society i Austin, Texas.

Sidste artikelForståelse af stjernedannende galakser

Næste artikelKolossalt raketaffyrende fly ruller mod test